超宽带无线通信技术及应用研究

2.2.2多址方式

在UWB系统中，多址接入方式与调制方式有密切联系。当系统采用PPM调制方式时，多址接入方式多采用跳时多址；若系统采用BPSK方式，多址接入方式通常有直序和跳时两种方式。基于上述两种基本的多址方式，许多其他多址方式陆续被提出，主要包括以下几种。

1）伪混沌跳时多址方式（PCTH）

PCTH根据调制的数据，产生非周期的混沌编码，用它替代TH-PPM中的伪随机序列和调制的数据，控制短脉冲的发送时刻，使信号的频谱发生变化。PCTH调制不仅能减少对现有无线通信系统的影响，而且更不易被检测到。

2）DS-BPSK/TH混合多址方式

此方式在跳时（TH）的基础之上，通过直接序列扩频码进一步减少多址干扰，其多址性能优于TH-PPM，与DS-BPSK相当，但在实现同步和抗远近效应方面，具有一定的优势。

3）DS-BPSK/Fixed TH混合多址方式

此方式的特点是打破TH-PPM多址方式中采用随机跳时码的常规思路，利用具有特殊结构的固定跳时码，减少不同用户脉冲信号的碰撞概率。即使有碰撞发生时，利用直接序列扩频的伪随机码的特性，也可以进一步削弱多址干扰。

此外，由于UWB脉冲信号具有极低的占空比，其频谱能够达到GHz的数量级，因而UWB在时域中具有其他调制方式所不具有的特性。当多个用户的UWB信号被设计成具有不同的正交波形时，根据多个UWB用户时域发送波形的正交性来区分用户，实现多址，这被称之为波分多址技术。

3、UWB技术的应用

由于UWB通信利用了一个相当宽的带宽，就好像使用了整个频谱，并且它能够与其他的应用共存，因此UWB可以应用在很多领域，如：个域网、智能交通系统、无线传感网、射频标识、成像应用。

3.1　UWB在个域网中的应用

UWB可以在限定的范围内（比如4m）以很高的数据速率（比如480Mb/s）、很低的功率（200μW）传输信息，这比蓝牙好很多。蓝牙的数据速率是 1Mb/s，功率是1mW。UWB能够提供快速的无线外设访问来传输照片、文件、视频。因此UWB特别适合于个域网。通过UWB，可以在家里和办公室里方便地以无线的方式将视频摄像机中的内容下载到PC中进行编辑，然后送到TV中浏览，轻松地以无线的方式实现掌上电脑（PDA）、手机与PC数据同步、装载游戏和音频/视频文件到PDA、音频文件在MP3播放器与多媒体PC之间传送等。

3.2　UWB在智能交通信息中的应用

利用UWB的定位和搜索能力，可以制造防碰和防障碍物的雷达。装载了这种雷达的汽车会非常容易驾驶。当汽车的前方、后方、旁边有障碍物时，该雷达会提醒司机。在停车的时候，这种基于UWB的雷达是司机强有力的助手。利用UWB可还以建立智能交通管理系统，这种系统应该由若干个站台装置和一些车载装置组成无线通信网，两种装置之间通过UWB进行通信完成各种功能。例如，实现不停车的自动收费、汽车方的随时定位测量、道路信息和行驶建议的随时获取、站台方对移动汽车的定位搜索和速度测量等。

3.3　传感器联网

利用UWB低成本、低功耗的特点，可以将UWB用于无线传感网。在大多数的应用中，传感器被用在特定的局域场所。传感器通过无线的方式而不是有线的方式传输数据将特别方便。作为无线传感网的通信技术，它必须是低成本的；同时它应该是低功耗的，以免频繁地更换电池。UWB是无线传感网通信技术的最合适候选者。

3.4　成像应用

由于UWB具有好的穿透墙、楼层的能力，UWB可以应用于成像系统。利用UWB技术，可以制造穿墙雷达、穿地雷达。穿墙雷达可以用在战场上和警察的防暴行动中，定位墙后和角落的敌人；地面穿透雷达可以用来探测矿产，在地震或其他灾难后搜寻幸存者。基于UWB的成像系统也可以用于避免使用x射线的医学系统。

由于UWB有着很多优点，它还可以用于智能标识、有线网络的无线延伸以及在军事方面用来实现超保密的通信系统。

4、结束语

UWB作为一种新的无线通信技术，由于调制方式和多址技术的特点使得它具有其它无线通信技术所无法具有的很宽的带宽、高速的数据传输、功耗低、安全性高等优点，超宽带无线通信系统还可与其他系统共存，因此UWB可以应用在很多的领域，在无线通信领域UWB也是一个非常有前景的技术。